我國北方主要造林樹種耗水特性及抗旱造林技術研究

【摘 要】本文闡述了林木蒸騰耗水研究的意義，分析了北方主要造林樹種苗木的耗水特性，并介紹了抗旱造林新技術在植被恢復中的應用，以為同行提供參考。

【關鍵詞】北方；造林樹種；耗水特征；抗旱造林技術

1 林木蒸騰耗水研究的意義

我國森林面積偏小，只占世界森林面積的4%，而且分布很不均勻，既難以滿足占世界22%人口的生產與生活需要，也難以維護占世界7%耕地的生態(tài)環(huán)境的需要。當前面臨的水土流失、土地荒漠化、水資源短缺、物種減少等突出的生態(tài)環(huán)境問題和頻繁的水、旱、風等自然災害都與森林總量不足、分布不均、質量不高有很大的關系。在我國西北地區(qū)，絕大部分地處干旱、半干旱地區(qū)，由于自然條件和經濟、社會、歷史等方面的原因，該地區(qū)林草植被遭到嚴重破壞，水土流失及荒漠化等生態(tài)環(huán)境問題日益突出，許多地方面已成為不毛之地，不少地方失去生產、生活及生存的基本條件，日趨惡化的生態(tài)環(huán)境已成為制約這一地區(qū)社會經濟發(fā)展的關鍵所在，因此，植被的恢復與重建就顯得尤為重要。在干旱和半干旱地區(qū)有限的水分條件下進行植被的恢復與建設，樹木的耐旱和耗水特性研究顯得特別迫切和重要。通過對林木耐旱機理、蒸騰耗水規(guī)律等方面進行研究，選擇出耐旱性強、耗水量少的樹種，并探討土壤水分承載量與林木需水特征之間的關系，在維持林地水量平衡的基礎上進行合理的空間和密度配置，這樣才能達到植被建設和恢復的目的。

2 北方主要造林樹種苗木的耗水特性

植物的蒸騰作用在植物水分代謝中起著很重要的調節(jié)支配作用，而蒸騰速率是衡量植物水分平衡的一個重要生理指標，可以反映樹種調節(jié)自身水分損耗能力及適應干旱環(huán)境的不同能力。作為樹木的一個重要水分參數(shù)，植物的蒸騰作用早已受到廣大學者的關注和長期的研究，并取得了很多研究成果，研究樹木蒸騰耗水及其與環(huán)境因子的關系是了解樹木水分需求和水分利用效率的基本內容和前提。對許多樹木在不同水分狀況下的蒸騰速率進行的測定和研究表明，蒸騰作用隨著干旱脅迫的發(fā)展而降低。然而，蒸騰作用是一個復雜的生理過程和物理過程，受樹種、環(huán)境、時間、空間等多種因素的影響，難以準確、定量的得到結果。在以往的研究中，多以蒸騰速率為指標，由于蒸騰速率只是反映了苗木潛在的耗水能力，是一個瞬時值，如果在測定時間、測定方法、取樣上不恰當，測定中很容易產生誤差，從而不能充分地體現(xiàn)出植物的水分消耗情況。而且，樹種蒸騰速率的日變化幅度較大，同一樹種不同部位的葉片蒸騰速率也不相同。以往的研究表明，按常規(guī)方法計算的日平均蒸騰速率與實際的耗水速率會產生較大的差異，用它來研究樹種的耗水特性難以精確地推算實際的耗水量。也有學者提出以樹木實際損失的水分作為參照標準，用多種方法來修訂蒸騰速率的方法。由此可見，單株樹木的實際耗水量是測定林木蒸騰耗水、研究林地水分平衡的基礎，對在干旱、半干旱地區(qū)進行植被建設具有很重要的作用。不同樹種之間的蒸騰耗水量有很大差異。為了研究不同樹種的實際耗水情況，了解它們在不同水分脅迫下的耗水變化規(guī)律，通過覆蓋處理和設置不同的水分供應梯度，在北京林業(yè)大學實驗苗圃溫室內進行盆栽試驗，從單株苗木耗水量的角度出發(fā)，研究了在不同水分條件下北方主要造林樹種的蒸騰耗水規(guī)律，以期為北方缺水地區(qū)人工造林樹種的合理選擇和林地水分平衡提供科學依據。

3 抗旱造林新技術在植被恢復中的應用

干旱是制約植被恢復、改善生態(tài)環(huán)境的最主要限制因子，水分虧缺是影響干旱、半干旱地區(qū)造林成活率的主要限制因素，在該地區(qū)進行植被恢復主要是要解決苗木的水分供應，因此，應用各種抗旱節(jié)水造林技術是這一地區(qū)進行植被建設的重要措施。我國在干旱、半干旱地區(qū)抗旱造林技術上已開展了比較廣泛的研究，針對解決林地中水分供應的各項抗旱造林技術就應運而生，如造林整地、深栽造林技術、覆蓋技術、保水劑、節(jié)水造林技術、集水造林技術等，這些技術已得到了廣泛地應用。近年來，又出現(xiàn)了一些先進的抗旱造林新技術，如固體水種植技術、基質激活劑造林技術、生根粉等，這些技術對促進造林苗木的成活具有顯著的提高作用，這些先進技術的出現(xiàn)為我國干旱、半干旱地區(qū)的植被建設和恢復，以及改善生態(tài)環(huán)境提供了很大的幫助。

3.1 固體水技術在抗旱造林中的應用

固體水技術是一種運用全新的科學理念，以一種與植物吸水過程同步的供水方式以極少量水保持植物長期存活生長的方法，分解的水分主要集中在植物的根系，這大大地提高了水的利用效率，解決了在嚴重干旱缺水的自然環(huán)境中植樹的供水問題，對于在嚴重缺水的干旱、半干旱地區(qū)或惡劣氣候條件下的植樹造林和改造生態(tài)環(huán)境具有十分重要的應用價值和廣闊的推廣前景。

3.2 基質激活劑在抗旱造林中的應用

基質激活劑集多種植物生長營養(yǎng)成分為一體，采用高分子復合材料（高分子物質、淀粉、吸水樹脂、營養(yǎng)元素、微生物肥料、植物生長調節(jié)劑等）控溫發(fā)酵制成，可以使干旱土壤中的營養(yǎng)得到釋放，具有超強吸水、保水、保肥和透氣功能，適用于干旱荒漠、鹽堿地、沙漠化地區(qū)的植被建設。其特點是：（1）采用微生物制劑、微量元素與高分子材料、天然纖維精細加工而成；（2）有效保護鹽堿、沙質、干旱土壤中有機物質、礦物質養(yǎng)分不被破壞和流失；（3）保墑保水，改善土壤結構，增強透氣性；（4）激活土壤中難以分解、轉化、利用的營養(yǎng)物質；（5）在不同土壤條件下與任何化學肥料同時使用時，能夠保證不被其他物質轉化分解；6）可長期反復吸收水分，持續(xù)為植物提供水分，從而提高成活率和保存率。在前期的基質激活劑的研究和使用上，基質激活劑主要應用于農業(yè)，特別是種植業(yè)中，它在提高作物、瓜果蔬菜的產量和改良土壤等方面有很好的促進作用。但在林業(yè)中的應用，特別是在干旱缺水地區(qū)的應用上還沒有進行過研究，因此，為了研究基質激活劑在干旱、半干旱地區(qū)山地造林中對北方主要造林樹種成活與生長的影響，以闡明基質激活劑在貧瘠干旱地區(qū)造林中的作用效應與機理，在北京地區(qū)的干旱缺水的石質山地布置了對比試驗，以為更好地應用和推廣基質激活劑提供科學的理論依據，同時也為干旱、半干旱地區(qū)進行造林和恢復植被尋找更多的先進技術。